太赫兹二极管的研究进展及应用

太赫兹器件是太赫兹技术的核心。介绍了肖特基势垒二极管、耿氏二极管、碰撞雪崩渡越时间(IMPATT)二极管以及隧道渡越时间(TUNNETT)二极管四种典型太赫兹二极管的基本理论、器件结构和关键技术,分析了影响器件性能的主要因素,给出了优化改进器件性能的措施。阐述并比较了各种太赫兹二极管的特点以及同一种结构不同材料的太赫兹二极管特性,通过对比得出各自的优缺点及适用范围。分类总结了四种不同类型太赫兹二极管的研究进展和它们相应的应用。基于器件结构和先进的半导体材料特性,指出了不同类型太赫兹二极管的未来发展方向,描述了不同类型太赫兹二极管的应用和前景。

In0.17Al0.83N/GaN IMPATT二极管的温度特性

为研究碰撞电离雪崩渡越时间(IMPATT)二极管的温度特性,采用Sentaurus软件设计了晶格匹配的In0.17Al0.83N/GaN异质结IMPATT二极管二维结构,利用漂移-扩散模型研究了温度对二极管直流及高频特性的影响,并与GaN同质结IMPATT二极管的温度特性进行了比较。结果表明,温度升高时IMPATT二极管的击穿电压增大,使异质结和同质结IMPATT二极管的射频输出功率密度分别由300 K时的1.62 MW/cm2和1.24 MW/cm2增大至500 K时的1.79 MW/cm2和1.42 MW/cm2。温度升高时二极管雪崩区宽度增大,导致异质结和同质结IMPATT二极管的直流-射频转换效率分别由300 K时的15.4%和12.1%降低至500 K时的14.2%和10.7%。相比之下,In0.17Al0.83N/GaN异质结IMPATT二极管更适合高温工作,取得的研究数据可用于指导毫米波大功率InAlN/GaN异质结IMPATT二极管的设计。

崩越模微波振荡器某些设计考虑

本文对崩越模微波振荡器的振荡性能进行了分析，并在此基础上首次给出这种振荡器完善的振荡条件与最佳设计考虑的问题。

碳化硅IMPATT和MITATT太赫兹二极管的小信号模拟

碳化硅(SiC)具有带隙宽、载流子饱和漂移速度快、临界击穿场强高、热导率高等优良性能,适用于太赫兹渡越时间功率器件.采用数值模拟方法,计算了不同碳化硅(4H-SiC、6H-SiC、3C-SiC)N+NPP+型碰撞雪崩渡越时间(IMPATT)和混合隧穿雪崩渡越时间(MITATT)二极管的小信号性能参数.对比了不同器件内部的电场分布、归一化电流分布、电阻分布、导纳-频率关系、单位带宽均方噪声电压和噪声测度的差异.所得结果可为相关器件制造提供指导.